JP6769040B2 - How to inspect electronic devices - Google Patents
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Description
本発明は、発熱部品の温度を検出可能な電子装置が備える熱伝導材の放熱機能を検査する検査方法に関する。 The present invention relates to an inspection method for inspecting a heat dissipation function of the heat conduction member with a temperature of the heat generating component detectable electronic device.
従来、基板に対し、スイッチング素子等の発熱素子と、その発熱素子が発熱する温度を測定するためのサーミスタ等が実装された電子装置が知られている。
特許文献1に記載の電子装置は、サーミスタを用いて発熱部品の温度を検出し、発熱部品が許容温度を超えて加熱することの無いように、発熱部品に供給される電流量を制限している。
また、この電子装置は、発熱部品に対して基板とは反対側に設けられたヒートシンクと発熱部品との間に、熱伝導材としての放熱ゲルが充填されている。これにより、発熱部品が発する熱は、放熱ゲルを経由してヒートシンクに放熱される。
Conventionally, an electronic device in which a heat generating element such as a switching element and a thermistor or the like for measuring the temperature at which the heat generating element generates heat is mounted on a substrate is known.
The electronic device described in
Further, in this electronic device, a heat radiating gel as a heat conductive material is filled between the heat sink and the heat generating component provided on the side opposite to the substrate with respect to the heat generating component. As a result, the heat generated by the heat generating component is dissipated to the heat sink via the heat radiating gel.
しかしながら、特許文献1には、基板に複数の発熱部品を実装する場合にサーミスタを取り付ける位置に関する記載がされていない。仮に、複数の発熱部品のうち発熱温度が比較的低い発熱部品の近傍にサーミスタを実装した場合、その発熱部品よりも発熱温度が高い発熱部品の温度を正確に検出することが困難になることが懸念される。
However,
また、この電子装置は、基板とヒートシンクとを組付けた後、ヒートシンクと発熱部品との間に放熱ゲルが確実に充填されているか否かを視認することができない。そのため、仮に、ヒートシンクと発熱部品との間に放熱ゲルが充填されていないか、または、そこに充填された放熱ゲルの放熱機能が不十分な場合、発熱部品が発する熱がヒートシンクに適切に放熱されないことが懸念される。 Further, in this electronic device, after assembling the substrate and the heat sink, it is not possible to visually recognize whether or not the heat radiating gel is surely filled between the heat sink and the heat generating component. Therefore, if the heat-dissipating gel is not filled between the heat sink and the heat-generating component, or if the heat-dissipating gel filled therein has an insufficient heat-dissipating function, the heat generated by the heat-generating component is appropriately dissipated to the heat sink. There is concern that it will not be done.
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、発熱部品の温度を正確に検出可能な電子装置、及び、その電子装置が備える熱伝導材の放熱機能を検査する検査方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides an electronic device capable of accurately detecting the temperature of a heat generating component, and an inspection method for inspecting the heat dissipation function of the heat conductive material included in the electronic device. The purpose is.
本発明は、電子装置が備える熱伝導材の放熱機能を検査する検査方法である。この検査方法は、第1温度取得ステップ、第2温度取得ステップ、判定ステップ、上限閾値設定ステップ、および検査ステップを含む。第1温度取得ステップでは、電子装置の構成を備えた第1の基準製品において、発熱部品に所定の電流パターンで電力を供給したときに検出部が検出した温度を取得する。第2温度取得ステップでは、電子装置の構成から熱伝導材を除いた第2の基準製品において、発熱部品に所定の電流パターンで電力を供給したときに検出部が検出した温度を取得する。判定ステップでは、第1温度取得ステップで取得した温度と第2温度取得ステップで取得した温度との差が、所定の閾値より大きいか否かを判定する。上限閾値設定ステップでは、第1温度取得ステップで取得した温度と第2温度取得ステップで取得した温度との差が所定の閾値より大きいとき、第1温度取得ステップで検出された温度と第2温度取得ステップで検出された温度との間の温度で上限閾値を設定する。検査ステップでは、検査品の発熱部品に所定の電流パターンで電力を供給し、その検査品が備える検出部が検出した温度が、上限閾値より低いか否かを検査する。 The present invention is an inspection method for inspecting the heat dissipation function of a heat conductive material included in an electronic device. This inspection method includes a first temperature acquisition step, a second temperature acquisition step, a determination step, an upper limit threshold setting step, and an inspection step. In the first temperature acquisition step, in the first reference product having the configuration of the electronic device, the temperature detected by the detection unit when the electric power is supplied to the heat generating component in a predetermined current pattern is acquired. In the second temperature acquisition step, in the second reference product obtained by removing the heat conductive material from the configuration of the electronic device, the temperature detected by the detection unit when power is supplied to the heat generating component in a predetermined current pattern is acquired. In the determination step, it is determined whether or not the difference between the temperature acquired in the first temperature acquisition step and the temperature acquired in the second temperature acquisition step is larger than a predetermined threshold value. In the upper limit threshold setting step, when the difference between the temperature acquired in the first temperature acquisition step and the temperature acquired in the second temperature acquisition step is larger than a predetermined threshold value, the temperature detected in the first temperature acquisition step and the second temperature The upper threshold is set by the temperature between the temperature detected in the acquisition step. In the inspection step, electric power is supplied to the heat-generating component of the inspection product in a predetermined current pattern, and it is inspected whether or not the temperature detected by the detection unit included in the inspection product is lower than the upper limit threshold value.
これにより、第1温度取得ステップで検出された温度と第2温度取得ステップで検出された温度との間の温度で上限閾値を設定したので、検査ステップで検査品の温度特性に公差がある場合でも、第1温度取得ステップで取得した温度と上限閾値との温度差により、その公差を吸収することが可能である。したがって、この検査方法により、検査品が備える熱伝導材の放熱機能の検査に関し、誤検出を抑制することができる。 As a result, the upper limit threshold is set by the temperature between the temperature detected in the first temperature acquisition step and the temperature detected in the second temperature acquisition step. Therefore, when there is a tolerance in the temperature characteristics of the inspection product in the inspection step. But, due to the temperature difference between the temperature and the upper limit threshold value obtained by the first temperature acquisition step, it is possible to absorb the tolerances. Therefore, according to this inspection method, it is possible to suppress erroneous detection in the inspection of the heat dissipation function of the heat conductive material included in the inspection product .
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、図面は、いずれも模式図であり、適宜、縦横比等を変更したり、一部の部品の記載を省略したりしている。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. All of the drawings are schematic views, and the aspect ratio and the like are changed as appropriate, and the description of some parts is omitted.
〔第1実施形態〕
本発明の第1実施形態を図1〜図9に示す。本実施形態の電子装置1は、種々の製品の制御等に適用することが可能なものである。ここでは、その一例として、車両の電動パワーステアリング装置において運転者による操舵を補助するためのアシストトルクを発生するモータ2を駆動制御する電子装置1について説明する。
[First Embodiment]
The first embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1 to 9. The
(制御装置の構成)
まず、電子装置1の構成について説明する。
図1および図2に示すように、電子装置1は、基板10、複数のスイッチング素子20、ヒートシンク30、マイコン40およびサーミスタ50等を備えている。
(Control device configuration)
First, the configuration of the
As shown in FIGS. 1 and 2, the
基板10は、例えばFR−4等のプリント配線板であり、略矩形に形成されている。基板10は、4隅および中央に設けられた孔に挿入されるねじ31により、ヒートシンク30に固定されている。
ヒートシンク30は、アルミ等の熱伝導性のよい材料により形成され、所定の熱マスを有する。また、ヒートシンク30は、基板10等を支持する筐体としても機能するものである。
以下の説明において、基板10のヒートシンク30側の面を第1面11と称し、ヒートシンク30と反対側の面を第2面12と称することとする。すなわち、ヒートシンク30は、基板10の第1面11側に位置している。
The
The
In the following description, the surface of the
基板10の第1面11には、4個のスイッチング素子20、シャント抵抗25、コンデンサ26、リレー27およびコネクタ28などが実装されている。
スイッチング素子20は、例えばMOSFET(金属酸化物半導体電界効果トランジスタ)である。なお、スイッチング素子20として、IGBT(絶縁ゲートバイポーラトランジスタ)等を適用してもよい。4個のスイッチング素子20およびシャント抵抗25は、「発熱部品」の一例に相当する。
Four switching elements 20, a
The switching element 20 is, for example, a MOSFET (metal oxide semiconductor field effect transistor). An IGBT (insulated gate bipolar transistor) or the like may be applied as the switching element 20. The four switching elements 20 and the
4個のスイッチング素子20とシャント抵抗25とは、ヒートシンク30に設けられた凹部32に収容されている。スイッチング素子20、シャント抵抗25及びそれらが実装された基板10の第1面11と、ヒートシンク30の凹部32の内壁との間には、熱伝導材としての放熱ゲル33が充填されている。放熱ゲル33は、通電等によりスイッチング素子20およびシャント抵抗25が発する熱を、ヒートシンク30へ伝熱する機能を有するものである。
The four switching elements 20 and the
コンデンサ26およびリレー27などの大型の電子部品は、ヒートシンク30に設けられた収容室34に収容されている。なお、上述したスイッチング素子20等を収容するヒートシンク30の凹部32は、大型の電子部品を収容する収容室34よりも浅く形成されている。これにより、ヒートシンク30は、スイッチング素子20等を収容する凹部32が形成された箇所の熱マスを大きく確保し、スイッチング素子20等の放熱効率を高めている。
コネクタ28は、モータ2、バッテリ3(図4参照)および車両の各種センサ等との電気的接続に用いられる。
Large electronic components such as the
The
基板10の第2面12には、マイコン40、カスタムIC41、および、温度検出素子としてのサーミスタ50などが実装されている。マイコン40およびカスタムIC41は、いずれもCPU、ROM、RAMおよびI/O等を有する半導体パッケージである。マイコン40およびカスタムIC41は、車両の各部に設けられたセンサ類からの信号に基づき、スイッチング素子20の作動を制御することにより、モータ2の回転駆動を制御する。
マイコン40およびカスタムIC41は、スイッチング素子20、シャント抵抗25、コンデンサ26およびリレー27などの比較的大電流が流れる電子部品に対し、基板10の長手方向に離れた位置に設けられている。これにより、スイッチング素子20等に大電流が流れることによるノイズの影響を低減することが可能である。
A
The
サーミスタ50は、4個のスイッチング素子20のうち発熱温度が比較的高いスイッチング素子21,22に近い位置で、基板10を挟んで第2面12に実装されている。なお、サーミスタ50は、4個のスイッチング素子20のうち温度上昇が最も高いスイッチング素子21,22に近い位置に実装することがより好ましい。
サーミスタ50は、例えばNTCまたはPTCサーミスタであり、サーミスタ50自身の温度変化により、抵抗値が変化する。なお、基板10の第2面12にサーミスタ50を設けることで、サーミスタ50自身の熱が放熱ゲル33を経由してヒートシンク30へ伝わることが防がれる。
サーミスタ50からの出力は、マイコン40に入力される。マイコン40は、サーミスタ50の出力によりサーミスタ50の温度を検出する検出部として機能する。検出部としてのマイコン40が検出する温度はサーミスタ50の温度であるが、その温度はスイッチング素子20の発熱温度、またはサーミスタ50が設けられた位置の基板10の温度に相当するものである。
The
The
The output from the
次に、本実施形態の電子装置1の回路構成の一例について、図4を参照して説明する。なお、図4では便宜上、電子装置1の中にモータ2が記載されているが、このモータ2は電子装置1の外部において、電子装置1とは別個に設けられるものである。
4個のスイッチング素子20は、例えばHブリッジ回路を構成している。以下の説明において、適宜、電源側に接続される2個のスイッチング素子20をそれぞれ第1スイッチング素子21、第2スイッチング素子22と称し、グランド側に接続される2個のスイッチング素子20をそれぞれ第3スイッチング素子23、第4スイッチング素子24と称することとする。
Next, an example of the circuit configuration of the
The four switching elements 20 form, for example, an H-bridge circuit. In the following description, the two switching elements 20 connected to the power supply side will be referred to as the first switching element 21 and the second switching element 22, respectively, and the two switching elements 20 connected to the ground side will be referred to as the first switching element 20, respectively. It will be referred to as a 3 switching element 23 and a 4th switching element 24.
このHブリッジ回路では、第1、第3スイッチング素子21,23が直列に接続され、第2、第4スイッチング素子22,24が直列に接続されている。また、直列に接続された第1、第3スイッチング素子21,23と、直列に接続された第2、第4スイッチング素子22,24とが並列に接続されている。
第1、第2スイッチング素子21、22の接続点は、リレー27およびチョークコイル29を経由して、バッテリ3の正極と接続される。チョークコイル29は、ノイズを低減する。
バッテリ3と並列に接続されたコンデンサ26は、電荷を蓄えることにより、スイッチング素子20への電力供給を補助したり、サージ電圧などのノイズ成分を抑制したりする。
第3、第4スイッチング素子23、24の接続点は、シャント抵抗25を経由してバッテリ3の負極と接続される。シャント抵抗25は、モータ2に通電される電流の検出に用いられる。
第1、第3スイッチング素子21,23の接続点と、第2、第4スイッチング素子22,24の接続点の間に直流モータ2が接続される。
In this H-bridge circuit, the first and third switching elements 21 and 23 are connected in series, and the second and fourth switching elements 22 and 24 are connected in series. Further, the first and third switching elements 21 and 23 connected in series and the second and fourth switching elements 22 and 24 connected in series are connected in parallel.
The connection points of the first and second switching elements 21 and 22 are connected to the positive electrode of the battery 3 via the
The
The connection points of the third and fourth switching elements 23 and 24 are connected to the negative electrode of the battery 3 via the
The
ここで、Hブリッジ回路の動作について説明する。Hブリッジ回路は、マイコン40およびカスタムIC41などで構成される制御部42からの制御信号により駆動制御される。
まず、制御部42が第3スイッチング素子23のオフ、第2スイッチング素子22のオフ、第1スイッチング素子21のオン、第4スイッチング素子24のオンをこの順で瞬時に行うと、バッテリ3の正極から電流が、チョークコイル29、リレー27、第1スイッチング素子21、モータ2、第4スイッチング素子24、シャント抵抗25、バッテリ3の負極に、この順で流れる。これにより、モータ2は、所定の方向(以下「正方向」という)に回転する。
Here, the operation of the H-bridge circuit will be described. The H-bridge circuit is driven and controlled by a control signal from a
First, when the
次に、制御部42が第4スイッチング素子24のオフ、第1スイッチング素子21のオフ、第2スイッチング素子22のオン、第3スイッチング素子23のオンをこの順で瞬時に行うと、バッテリ3の正極から電流が、チョークコイル29、リレー27、第2スイッチング素子22、モータ2、第3スイッチング素子23、シャント抵抗25、バッテリ3の負極に、この順で流れる。これにより、モータ2は、正方向とは反対方向(以下「逆方向」という)に回転する。
ところで、上述したように制御部42がモータ2の回転方向を正方向から逆方向に変えるとき、制御部42が第4スイッチング素子24のオフを行うと、それまで第1スイッチング素子21、モータ2、第4スイッチング素子24の順に流れていた電流は、一瞬のみ、第1スイッチング素子21、モータ2、第2スイッチング素子22の順に回流する。
Next, when the
By the way, as described above, when the
このような電流の回流は、モータ2の回転方向を逆方向から正方向に変えるときにも、同様に発生する。すなわち、制御部42が第3スイッチング素子23のオフを行うと、それまで第2スイッチング素子22、モータ2、第3スイッチング素子23の順に流れていた電流は、一瞬のみ、第2スイッチング素子22、モータ2、第1スイッチング素子21の順に流れる。したがって、Hブリッジ回路においては、電源側に接続される第1スイッチング素子21と第2スイッチング素子22の発熱温度が、グランド側に接続される第3スイッチング素子23と第4スイッチング素子24の発熱温度よりも高いものとなる。
Such current circulation also occurs when the rotation direction of the
そこで、本実施形態では、図3に示すように、サーミスタ50を実装する位置を、4個のスイッチング素子20のうち発熱温度が比較的高いスイッチング素子21,22に近い位置としている。なお、図3では、基板10の第1面11に実装されている第1スイッチング素子21と第2スイッチング素子22を破線で示し、基板10の第2面12に実装されているサーミスタ50とそのサーミスタ50が実装されている基板10の配線パターン51を実線で示している。以下、サーミスタ50が実装されている基板10の配線パターン51を、受熱用配線パターン51と称する。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the position where the
基板10の第1面11に実装されている第1スイッチング素子21と第2スイッチング素子22は、それぞれドレイン端子211,221、ソース端子212,222、ゲート端子213,223を有する。図3では、第1スイッチング素子21と第2スイッチング素子22のドレイン端子211,221、ソース端子212,222が接続する配線パターンが基板10の第1面11に設けられ、且つ、その配線パターンの発熱が大きくなる領域を二点鎖線Fで示している。以下、第1スイッチング素子21および第2スイッチング素子22が有するドレイン端子211,221およびソース端子212,222が接続する基板10の配線パターンを、電力配線パターン14と称する。
The first switching element 21 and the second switching element 22 mounted on the
ここで、第2面12に設けられた受熱用配線パターン51は、第1面11に設けられた電力配線パターン14に対向する位置に設けられている。これにより、第1スイッチング素子21および第2スイッチング素子22からドレイン端子211,221およびソース端子212,222を経由して電力配線パターン14に伝わった熱は、それに対向する受熱用配線パターン51に伝わる。
また、この受熱用配線パターン51は、第1スイッチング素子21および第2スイッチング素子22が有するドレイン端子211,221およびソース端子212,222がそれぞれ接続する複数の電力配線パターン14に跨るようにして設けられている。これにより、1個のサーミスタ50を用いて、第1スイッチング素子21と第2スイッチング素子22の両方の発熱温度を検出することが可能である。
Here, the heat receiving
Further, the heat receiving
しかしながら、上述した電子装置1の構成では、基板10とヒートシンク30とを組付けた後、ヒートシンク30とスイッチング素子20との間に放熱ゲル33が確実に充填されているか否かを視認することができない。仮に、基板10に孔を開けるなどして、放熱ゲル33が充填されていることを確認できたとしても、その放熱ゲル33が確実に放熱機能を発揮するか否かを保証することは困難である。そこで、本実施形態では、電子装置1が備える放熱ゲル33が放熱機能を発揮するか否かを、次に説明する検査方法により検査する。
However, in the configuration of the
(検査方法)
電子装置1における放熱ゲル33の放熱機能に関する検査方法について、図5〜図9を参照して説明する。
この検査方法では、先ず、2個の基準製品を用いて、複数の電子装置1を検査する際に使用する上限閾値Tth_maxを設定する。次に、その上限閾値Tth_maxを用いて、複数の電子装置1が備える放熱ゲル33の放熱機能を検査する。
(Inspection method)
An inspection method regarding the heat dissipation function of the heat dissipation gel 33 in the
In this inspection method, first, the upper limit threshold value Tth_max used when inspecting a plurality of
上述した上限閾値Tth_maxを設定する方法を、図5のフローチャートに示す。
まず、電流パターン選択ステップ(S1)として、検査に使用する電流パターンを選択する。その電流パターンとして、図6(A)〜(D)に示すものが例示される。最初の電流パターン選択ステップ(S1)では、n番目の電流パターンとして、例えば図6(A)に示すものを選択したものとする。
The method of setting the above-mentioned upper limit threshold value Tth_max is shown in the flowchart of FIG.
First, as the current pattern selection step (S1), the current pattern used for the inspection is selected. Examples of the current pattern are those shown in FIGS. 6 (A) to 6 (D). In the first current pattern selection step (S1), it is assumed that, for example, the current pattern shown in FIG. 6A is selected as the nth current pattern.
次に、第1温度取得ステップ(S2)として、上述した電子装置1の構成と同一の構成を備えた第1の基準製品を用意する。そして、その第1の基準製品のスイッチング素子20に対し、図6(A)に示す電流パターンを印加する。このとき、サーミスタ50の出力に基づいてマイコン40が検出した温度を、検査機5(図1,図2参照)により取得する。図7(A)の実線Pは、その検査機5により取得された温度変化の一例である。
Next, as the first temperature acquisition step (S2), a first reference product having the same configuration as the configuration of the
続いて、第2温度取得ステップ(S3)として、上述した電子装置1の構成から放熱ゲル33を除いた構成を備えた第2の基準製品(図示していない)を用意する。すなわち、第2の基準製品は、放熱ゲル33を備えていないものである。そして、その第2の基準製品のスイッチング素子20に対し、第1温度取得ステップ(S2)と同じ電流パターンを印加する。このとき、サーミスタ50の出力に基づいてマイコン40が検出した温度を、検査機5により取得する。図7(A)の実線Qは、その検査機5により取得された温度変化の一例である。
Subsequently, as the second temperature acquisition step (S3), a second reference product (not shown) having a configuration in which the heat radiation gel 33 is removed from the configuration of the
次に、判定ステップ(S4)として、先ず、第1温度取得ステップ(S2)の際に電流パターンを印加してから一定時間K秒経過後に取得した温度(以下「第1取得温度」という)Aと、第2温度取得ステップ(S3)の際に電流パターンを印加してから一定時間K秒経過後に取得した温度(以下「第2取得温度」という)Bとの差Mを求める。そして、その温度の差Mが、所定の閾値αより大きいか否かを判定する。なお、所定の閾値αは、複数の電子装置1の温度特性の公差に応じて適宜設定されるものである。温度の差Mが、所定の閾値αより大きいとき、処理は、電流パターン決定ステップ(S5)に移行する。
Next, as the determination step (S4), first, the temperature acquired after a lapse of a certain period of time K seconds after applying the current pattern in the first temperature acquisition step (S2) (hereinafter referred to as "first acquisition temperature") A. And the difference M from the temperature (hereinafter referred to as "second acquisition temperature") B acquired after a lapse of a certain time K seconds after applying the current pattern in the second temperature acquisition step (S3) is obtained. Then, it is determined whether or not the temperature difference M is larger than the predetermined threshold value α. The predetermined threshold value α is appropriately set according to the tolerance of the temperature characteristics of the plurality of
電流パターン決定ステップ(S5)では、上述した第1温度取得ステップ(S2)、第1温度取得ステップ(S3)および判定ステップ(S4)で使用した電流パターンを、複数の電子装置1が備える放熱ゲル33の放熱機能を検査する際の電流パターンとして決定する。
続いて、上限閾値設定ステップ(S6)では、複数の電子装置1が備える放熱ゲル33の放熱機能を検査する際に使用する上限閾値Tth_maxを設定する。図7(A)に示したように、この上限閾値Tth_maxは、第1取得温度Aと取得温度Bとの間の温度に設定する。
In the current pattern determination step (S5), the heat dissipation gel provided in the plurality of
Subsequently, in the upper limit threshold setting step (S6), the upper limit threshold value Tth_max used when inspecting the heat dissipation function of the heat dissipation gel 33 included in the plurality of
一方、図7(B)に示したように、上述した第1温度取得ステップ(S2)においてサーミスタ50の温度が実線Rのように変化し、上述した第2温度取得ステップ(S3)においてサーミスタ50の温度が実線Sのように変化する場合が考えられる。この場合、判定ステップ(S4)において、第1取得温度Cと第2取得温度Dとの差Nは、所定の閾値αより小さいことがある。温度の差Nが、所定の閾値αより大きいとき、処理は、電流パターン変更ステップ(S7)に移行する。
On the other hand, as shown in FIG. 7B, the temperature of the
電流パターン変更ステップ(S7)では、検査に使用するn番目の電流パターンを1繰り上げ、n=n+1とする。その後、処理は、再び、電流パターン選択ステップ(S1)に戻る。次の電流パターン選択ステップ(S1)では、n番目の電流パターンとして、例えば図6(B)に示すものを選択する。このようにして、第1温度取得ステップ(S2)および第2温度取得ステップ(S3)において電子装置1の発熱部品に供給する電流パターンが変更される。
In the current pattern change step (S7), the nth current pattern used for the inspection is incremented by 1 so that n = n + 1. After that, the process returns to the current pattern selection step (S1) again. In the next current pattern selection step (S1), for example, the current pattern shown in FIG. 6B is selected as the nth current pattern. In this way, the current pattern supplied to the heat generating component of the
その後、処理は、判定ステップ(S4)において第1取得温度と第2取得温度との差が所定の閾値αより大きいものとなるまで、図6(A)〜(D)に例示したような種々の電流パターンを用いて、各ステップ(S1〜S4およびS7)を繰り返し実行する。
これにより、複数の電子装置1を検査する際に使用する上限閾値Tth_maxと、その際の電流パターンが設定される。
なお、図8に示したように、複数の電子装置1を検査する際に使用する上限閾値Tth_maxと共に、下限閾値Tth_minを設定してもよい。
After that, various processes are performed as illustrated in FIGS. 6 (A) to 6 (D) until the difference between the first acquisition temperature and the second acquisition temperature becomes larger than the predetermined threshold value α in the determination step (S4). Each step (S1 to S4 and S7) is repeatedly executed using the current pattern of.
As a result, the upper limit threshold value Tth_max used when inspecting the plurality of
As shown in FIG. 8, the lower limit threshold value Tth_min may be set together with the upper limit threshold value Tth_max used when inspecting a plurality of
続いて、複数の電子装置1が備える放熱ゲル33の放熱機能を検査する方法を、図9のフローチャートを参照して説明する。
まず、電流パターン選択ステップ(S10)として、上述した電流パターン決定ステップ(S5)で決定した電流パターンを、この検査に使用する電流パターンとして選択する。
Subsequently, a method of inspecting the heat dissipation function of the heat dissipation gel 33 included in the plurality of
First, as the current pattern selection step (S10), the current pattern determined in the above-mentioned current pattern determination step (S5) is selected as the current pattern to be used for this inspection.
次に、検査ステップ(S11)として、所定の電子装置1のスイッチング素子20に対し、電流パターン選択ステップ(S10)で選択した電流パターンを印加する。そして、その電流パターンを印加してから一定時間K秒経過後に取得した温度(以下「検査温度」という)が、上限閾値設定ステップ(S6)で設定した上限閾値Tth_maxより小さいか否かを判定する。
Next, as the inspection step (S11), the current pattern selected in the current pattern selection step (S10) is applied to the switching element 20 of the predetermined
検査温度が上限閾値Tth_maxより小さいとき、その所定の電子装置1が備える放熱ゲル33の放熱機能は有効に機能しているものと判定し(S12)、その所定の電子装置1の検査を終了する。
一方、検査温度が上限閾値Tth_maxより大きいとき、その所定の電子装置1が放熱ゲル33を備えていないか、または、放熱ゲル33を備えていたとしてもその放熱機能が有効に機能していないものと判定し(S13)、その所定の電子装置1の検査を終了する。
続いて、S10からS13の処理により、複数の電子装置1の検査を順次行ってゆく。
When the inspection temperature is smaller than the upper limit threshold value Tth_max, it is determined that the heat dissipation function of the heat dissipation gel 33 included in the predetermined
On the other hand, when the inspection temperature is larger than the upper limit threshold value Tth_max, the predetermined
Subsequently, by the processing of S10 to S13, the inspection of the plurality of
(作用効果)
本実施形態の電子装置1は、次の作用効果を奏する。
(1)本実施形態では、サーミスタ50が、基板10に放熱ゲル33が塗布された第1面11とは反対側の第2面12に設けられるので、サーミスタ50自身の熱が放熱ゲル33を経由してヒートシンク30に放熱されることが防がれる。また、サーミスタ50は、複数のスイッチング素子20のうち発熱温度が比較的高いスイッチング素子21,22の温度変化によりサーミスタ50自身の温度が変化する。したがって、電子装置1は、サーミスタ50の出力により、そのスイッチング素子21,22の温度を正確に検出可能である。その結果、電子装置1は、全てのスイッチング素子21〜24に供給する電流量を適切に制限することができる。
なお、サーミスタ50は、複数のスイッチング素子20のうち温度上昇が最も高いスイッチング素子21,22に近い位置に実装することがより好ましい。
(Action effect)
The
(1) In the present embodiment, the
It is more preferable that the
(2)本実施形態では、基板10はスイッチング素子20が実装された第1面11とは反対側となる第2面12に、サーミスタ50が実装される受熱用配線パターン51を備える。
これにより、スイッチング素子20が発する熱を受熱用配線パターン51に受熱させ、その熱によりサーミスタ50の温度を変化させることが可能である。したがって、電子装置1は、サーミスタ50により、スイッチング素子20の急峻な温度上昇を敏感に測定することができる。
(2) In the present embodiment, the
As a result, the heat generated by the switching element 20 can be received by the heat receiving
(3)本実施形態では、受熱用配線パターン51は、発熱温度が比較的高いスイッチング素子21,22のドレイン端子211,221またはソース端子212,222が接続する電力配線パターン14に対向する位置に設けられる。
これにより、スイッチング素子20が発する熱を電力配線パターン14から受熱用配線パターン51に伝熱させ、その熱によりサーミスタ50の温度を変化させることが可能である。したがって、電子装置1は、サーミスタ50により、スイッチング素子20の急峻な温度上昇を敏感に測定することができる。
(3) In the present embodiment, the heat receiving
As a result, the heat generated by the switching element 20 can be transferred from the
(4)本実施形態では、受熱用配線パターン51は、複数のスイッチング素子20が接続する複数の電力配線パターン14に対向する位置において、複数の電力配線パターン14に跨るようにして設けられる。
これにより、1個のサーミスタ50を用いて、複数のスイッチング素子20の温度を検出することが可能である。
(4) In the present embodiment, the heat receiving
Thereby, it is possible to detect the temperatures of the plurality of switching elements 20 by using one
(5)本実施形態では、発熱温度が比較的高いスイッチング素子21,22は、Hブリッジ回路を構成している複数のスイッチング素子20のうち、電源側に接続されるスイッチング素子21,22である。
これにより、複数のスイッチング素子20の中で、発熱温度が比較的高いスイッチング素子21,22を容易に特定することが可能である。
(5) In the present embodiment, the switching elements 21 and 22 having a relatively high heat generation temperature are the switching elements 21 and 22 connected to the power supply side among the plurality of switching elements 20 constituting the H-bridge circuit. ..
This makes it possible to easily identify the switching elements 21 and 22 having a relatively high heat generation temperature among the plurality of switching elements 20.
本実施形態の電子装置1を検査する検査方法は、次の作用効果を奏する。
(6)本実施形態では、上限閾値設定ステップにおいて、第1取得温度と第2取得温度との差が所定の閾値αより大きいとき、検査ステップで使用する上限閾値Tth_maxを設定する。
これにより、第1取得温度と上限閾値Tth_maxとの温度差を大きく確保することが可能である。したがって、検査ステップで検査する所定の電子装置1の温度特性に公差がある場合でも、第1取得温度と上限閾値Tth_maxとの温度差により、その交差を吸収することが可能である。したがって、この検査方法により、所定の電子装置1が備える放熱ゲル33の放熱機能の検査に関し、誤検出を抑制することができる。
The inspection method for inspecting the
(6) In the present embodiment, when the difference between the first acquisition temperature and the second acquisition temperature is larger than the predetermined threshold value α in the upper limit threshold setting step, the upper limit threshold value Tth_max used in the inspection step is set.
As a result, it is possible to secure a large temperature difference between the first acquisition temperature and the upper limit threshold value Tth_max. Therefore, even if there is a tolerance in the temperature characteristics of the predetermined
(7)本実施形態では、電流パターン変更ステップにおいて、第1取得温度と第2取得温度との差が、所定の閾値αより小さいとき、電子装置1のスイッチング素子20に供給する電流パターンを変更する。
これにより、第1取得温度と第2取得温度との差が所定の閾値αより大きいものとなる電流パターン、すなわち検査に用いる適切な電流パターンを選択することが可能である。
(7) In the present embodiment, when the difference between the first acquisition temperature and the second acquisition temperature is smaller than the predetermined threshold value α in the current pattern change step, the current pattern supplied to the switching element 20 of the
Thereby, it is possible to select a current pattern in which the difference between the first acquisition temperature and the second acquisition temperature is larger than a predetermined threshold value α, that is, an appropriate current pattern used for the inspection.
〔第2実施形態〕
本発明の第2実施形態を図10に示す。以下の説明において、上述した第1実施形態と実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
第2実施形態では、4個のスイッチング素子20のうち発熱温度が比較的高い2個のスイッチング素子21,22が、コネクタ28とは反対側で基板10の長手方向に並んで配置されている。そのため、サーミスタ50は、その2個のスイッチング素子21,22に近い位置で、基板10を挟んで実装されている。これにより、第2実施形態の電子装置1も、第1実施形態と同様に、サーミスタ50の出力により、スイッチング素子21,22の温度を正確に検出し、全てのスイッチング素子20に供給する電流量を適切に制限することができる。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. In the following description, the same reference numerals will be given to the configurations substantially the same as those of the first embodiment described above, and the description thereof will be omitted.
In the second embodiment, the two switching elements 21 and 22, which have a relatively high heat generation temperature among the four switching elements 20, are arranged side by side in the longitudinal direction of the
〔第3実施形態〕
本発明の第3実施形態を図11に示す。第3実施形態では、4個のスイッチング素子20のうち発熱温度が比較的高い2個のスイッチング素子21,22が、基板10の長手方向中央付近において、基板10の短手方向に並んで配置されている。そのため、サーミスタ50は、その2個のスイッチング素子21,22に近い位置で、基板10を挟んで実装されている。これにより、第3実施形態の電子装置1も、第1、第2実施形態と同様に、サーミスタ50の出力により、スイッチング素子21,22の温度を正確に検出し、全てのスイッチング素子20に供給する電流量を適切に制限することができる。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the present invention is shown in FIG. In the third embodiment, two switching elements 21 and 22 having a relatively high heat generation temperature among the four switching elements 20 are arranged side by side in the lateral direction of the
(他の実施形態)
(1)上述した実施形態では、車両の電動パワーステアリング装置に使用されるモータ2を駆動制御する電子装置1を例にして説明した。これに対し、他の実施形態では、電子装置1は、モータ2の駆動に限らず、種々の製品の制御等に適用可能なものである。
(Other embodiments)
(1) In the above-described embodiment, the
(2)上述した実施形態では、スイッチング素子20は、Hブリッジ回路を構成しているものを例に説明した。これに対し、他の実施形態では、スイッチング素子20は、例えば三相インバータ回路など種々の回路を構成するものでもよく、または、単に通電のオン、オフを行うものでもよい。 (2) In the above-described embodiment, the switching element 20 has been described by taking the one constituting the H-bridge circuit as an example. On the other hand, in another embodiment, the switching element 20 may constitute various circuits such as a three-phase inverter circuit, or may simply turn on / off the energization.
(3)上述した実施形態では、複数の発熱部品としての複数のスイッチング素子20やシャント抵抗25を基板10の一部に纏めて配置した。これに対し、他の実施形態では、複数の発熱部品としての複数のスイッチング素子20やシャント抵抗25は、基板10のどの位置に配置してもよいし、基板10に分散して配置してもよい。また、複数の発熱部品のうち、その一部の発熱部品を基板10の第1面11に配置し、残りの発熱部品を基板10の第2面12に配置してもよい。すなわち、本発明は、複数の発熱部品を基板に配置する位置に限定は無い。
この場合でも、本発明は、基板に設置された複数の発熱部品のうち発熱温度が比較的高い発熱部品の近くに温度検出素子が設けられるという位置関係が成立していれば良い。
(3) In the above-described embodiment, a plurality of switching elements 20 and
Even in this case, in the present invention, it is sufficient that the positional relationship is established in which the temperature detection element is provided near the heat generating component having a relatively high heat generating temperature among the plurality of heat generating components installed on the substrate.
(4)上述した実施形態では、温度検出素子としてサーミスタ50を例に説明した。これに対し、他の実施形態では、温度検出素子は、例えば白金測温抵抗体など種々の素子用いることが可能である。
(4) In the above-described embodiment, the
(5)上述した実施形態では、発熱部品としてMOSFETまたはIGBTなどのスイッチング素子20およびシャント抵抗25を例に説明した。これに対し、他の実施形態では、発熱部品は、例えばコンデンサ26またはコイル29などとしてもよい。
(5) In the above-described embodiment, a switching element 20 such as a MOSFET or an IGBT and a
(6)上述した実施形態では、熱伝導材として放熱ゲル33を例に説明した。これに対し、他の実施形態では、熱伝導材は、例えば放熱シートまたは放熱グリスなどでもよい。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
(6) In the above-described embodiment, the heat radiating gel 33 has been described as an example as the heat conductive material. On the other hand, in other embodiments, the heat conductive material may be, for example, a heat radiating sheet or a heat radiating grease.
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention.
1 ・・・電子装置
10・・・基板
20・・・スイッチング素子(発熱部品)
30・・・ヒートシンク
33・・・放熱ゲル(熱伝導材)
40・・・マイコン(検出部)
50・・・サーミスタ(温度検出素子)
1 ...
30 ... Heat sink 33 ... Heat dissipation gel (heat conductive material)
40 ... Microcomputer (detector)
50 ... Thermistor (temperature detection element)
Claims (5)
前記電子装置の構成を備えた第1の基準製品において、前記発熱部品に所定の電流パターンで電力を供給したときに前記検出部が検出した温度を取得する第1温度取得ステップ(S2)と、
前記電子装置の構成から前記熱伝導材を除いた第2の基準製品において、前記発熱部品に所定の電流パターンで電力を供給したときに前記検出部が検出した温度を取得する第2温度取得ステップ(S3)と、
前記第1温度取得ステップで取得した温度と前記第2温度取得ステップで取得した温度との差(M,N)が、所定の閾値(α)より大きいか否かを判定する判定ステップ(S4)と、
前記第1温度取得ステップで取得した温度と前記第2温度取得ステップで取得した温度との差が前記所定の閾値より大きいとき、前記第1温度取得ステップで検出された温度と前記第2温度取得ステップで検出された温度との間の温度で上限閾値(Tth_max)を設定する上限閾値設定ステップ(S6)と、
前記電子装置の構成を備えた検査品において、前記発熱部品に前記所定の電流パターンで電力を供給し、前記検査品が備える前記検出部が検出した温度が、前記上限閾値より低いか否かを検査する検査ステップ(S11)と、を含む電子装置の検査方法。 A substrate (10) , a plurality of heat-generating components (20 to 25) mounted on the substrate, a heat sink (30) provided on the opposite side of the heat-generating component from the substrate, and between the heat-generating component and the heat sink. The heat conductive material (33) filled in the above, and the surface (12) opposite to the surface (11) in which the heat conductive material is filled in the substrate, the heat generating temperature is relatively high among the plurality of heat generating parts. The electronic device (1) including a temperature detection element (50) provided near the heat generating component (21, 22) and a detection unit (40) capable of detecting the temperature by the output of the temperature detection element. It is an inspection method that can inspect the heat dissipation function of the heat conductive material.
In the first reference product having the configuration of the electronic device, the first temperature acquisition step (S2) for acquiring the temperature detected by the detection unit when power is supplied to the heat generating component in a predetermined current pattern,
In the second reference product in which the heat conductive material is removed from the configuration of the electronic device, a second temperature acquisition step of acquiring the temperature detected by the detection unit when power is supplied to the heat generating component in a predetermined current pattern. (S3) and
A determination step (S4) for determining whether or not the difference (M, N) between the temperature acquired in the first temperature acquisition step and the temperature acquired in the second temperature acquisition step is larger than a predetermined threshold value (α). When,
When the difference between the temperature acquired in the first temperature acquisition step and the temperature acquired in the second temperature acquisition step is larger than the predetermined threshold value, the temperature detected in the first temperature acquisition step and the second temperature acquisition The upper limit threshold setting step (S6) for setting the upper limit threshold value (Tth_max) at the temperature between the temperature detected in the step and
In the inspection product having the configuration of the electronic device, power is supplied to the heat generating component in the predetermined current pattern, and whether or not the temperature detected by the detection unit included in the inspection product is lower than the upper limit threshold value is determined. A method for inspecting an electronic device including an inspection step (S11) to be inspected.
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